Apuntan la posibilidad de reducir los tiempos de aislamiento de los residuos radiactivos

“El concepto fundamental de la transmutación –que fue formulado a mediados del siglo XX– consiste en irradiar los actínidos con neutrones rápidos. Los núcleos estimulados con alta energía generados de este modo sufren fisión, que da lugar a núcleos de vida relativamente corta, que a su vez se desintegran rápidamente en isótopos estables. A continuación, dejan de ser radioactivos”, ha explicado el profesor Helmut Leeb, del Instituto Atómico de las Universidades de Austria. De ese modo, es posible reducir el tiempo de aislamiento de los residuos radiactivos, de varios millones de años hasta 300 ó 500 años. Los avances tecnológicos conseguidos en las últimas décadas han hecho posible la transmutación a escala industrial.

La transmutación eficiente de los residuos radiactivos requiere la construcción de nuevas instalaciones. Además de reactores rápidos especialmente diseñados para ello, los sistemas accionados por acelerador (ADS) ofrecen un nuevo concepto potencial. Dicho concepto es el de reactor subcrítico, que no es capaz de sostener ninguna reacción en cadena. Los neutrones necesarios para la operación en condiciones estacionarias son suministrados por un acelerador de protones dotado de un blanco de fragmentación situado en el núcleo del reactor.

“Durante la fragmentación, los núcleos atómicos del blanco (fundamentalmente plomo) se rompen mediante protones de alta energía, un proceso en el que normalmente se libera un gran número de neutrones, que son necesarios para el funcionamiento del reactor en condiciones estacionarias. Si se desconecta el acelerador, deja de producirse la reacción en cadena”, ha añadido Leeb. Los estudios sobre esta cuestión realizados en todo el mundo están basados en la hipótesis de que serán necesarias al menos dos décadas para llevar este concepto al nivel industrial, un concepto que se entiende plenamente a nivel científico.

Un requisito previo esencial para este avance es un conocimiento exhaustivo de las reacciones y las interacciones de los neutrones con otros materiales, disponible hasta la fecha. Por esa razón, en el año 2000 entró en funcionamiento la instalación n_Tof en el CERN (Genf), una instalación única en el mundo, adecuada especialmente para la medida de reacciones de materiales radiactivos cuando se bombardean con neutrones. Entre los años 2002 y 2005 se midieron gran número de capturas radiactivas y fisiones de átomos, que anteriormente sólo se conocían de modo insuficiente, en el marco de un proyecto de la UE en el que físicos nucleares de la TU de Viena tuvieron una participación destacada.

Tras la pausa condicional ocasionada por la construcción del Gran Colisionador de Hadrones del CERN, a finales de septiembre de 2008 el consorcio iniciará las actividades en las instalaciones mejoradas de n_TOF con un nuevo objetivo. La primera serie de experimentos consiste en capturas de neutrones de radiación sobre hierro y níquel, que serán analizados por físicos nucleares vieneses (de la Universidad Técnica de Viena y de la Universidad de Viena). Además de obtener datos de radiación necesarios para las futuras instalaciones de transmutación, los resultados también serán de interés en el campo de la astrofísica.

Un combustible nuclear alternativo, que produce una incidencia reducida de los residuos radiactivos, es el ciclo del “torio-uranio.” Leeb ha dicho: “El torio es un posible combustible nuclear, que puede incubarse para formar isótopos ligeros de uranio, cuya fisión básicamente no genera actínidos. Asimismo, el torio es aproximadamente cinco veces más abundante que el uranio. No obstante, seguirá siendo necesario construir reactores especiales para esta aplicación, que sean apropiados para el patrón de reacciones y para la radiación gamma algo más dura que se genera. India es uno de los países que ya aloja experimentos con torio en núcleos de reactor".